MBBR的工藝詳細(xì)介紹
MBBR工藝目前是污水處理領(lǐng)域的熱門工藝,對于從事污水處理從業(yè)人員,不可不知、不可不懂。本文針對MBBR工藝詳細(xì)的介紹和解答
1、什么是MBBR?
MBBR工藝是運用生物膜法的基本原理,通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體,提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類,從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水,所以在曝氣的時候,與水呈完全混合狀態(tài),微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。
運行中的MBBR
載體在水中的碰撞和剪切作用,使空氣氣泡更加細(xì)小,增加了氧氣的利用率。另外,每個載體內(nèi)外均具有不同的生物種類,內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌,外部為好氧菌,這樣每個載體都為一個微型反應(yīng)器,使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時存在,從而提高了處理效果。
2、MBBR的原理及特點
MBBR工藝原理是通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體,提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類,從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水,所以在曝氣的時候,與水呈完全混合狀態(tài),微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用,使空氣氣泡更加細(xì)小,增加了氧氣的利用率。另外,每個載體內(nèi)外均具有不同的生物種類,內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌,外部為好養(yǎng)菌,這樣每個載體都為一個微型反應(yīng)器,使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時存在,從而提高了處理效果。
MBBR工藝兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點,是一種新型高效的污水處理方法,依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài), 進(jìn)而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜,這就使得移動床生物膜使用了整個反應(yīng)器空間,充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性,使之揚長避短,相互補充。與以往的填料不同的是,懸浮填料能與污水頻繁多次接觸因而被稱為“移動的生物膜”。
2、MBBR的優(yōu)點
與活性污泥法和固定填料生物膜法相比,MBBR既具有活性污泥法的高效性和運轉(zhuǎn)靈活性,又具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負(fù)荷、泥齡長、剩余污泥少的特點。
(1)填料特點
填料多為聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫體等制成的,比重接近于水,以圓柱狀和球狀為主,易于掛膜,不結(jié)團(tuán)、不堵塞、脫膜容易。
(2)良好的脫氮能力
填料上形成好養(yǎng)、缺氧和厭氧環(huán)境,硝化和反硝化反應(yīng)能夠在一個反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生,對氨氮的去除具有良好的效果。
(3)去除有機(jī)物效果好
反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度較高,一般污泥濃度為普通活性污泥法的5~10倍,可高達(dá)30~40g/L。提高了對有機(jī)物的處理效率,同時耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。
(4)易于維護(hù)管理
曝氣池內(nèi)無需設(shè)置填料支架,對填料以及池底的曝氣裝置的維護(hù)方便,同時能夠節(jié)省投資及占地面積。
3、MBBR缺點
(1)反應(yīng)器中的填料依靠曝氣和水流的提升作用處于流化狀態(tài),在實際工程中,容易出現(xiàn)局部填料堆積的現(xiàn)象。為了避免填料堆積現(xiàn)象,需改進(jìn)曝氣管路的布置以及反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了它的水力特性。實際工程中,當(dāng)單個反應(yīng)器的長深比為0.5左右且長度不大于3m時有利于填料完全移動。在實際工程設(shè)計時應(yīng)通過大量試驗來優(yōu)化反應(yīng)器的構(gòu)造和水力特性,降低能耗,進(jìn)一步提高M(jìn)BBR的經(jīng)濟(jì)效益。
(2)反應(yīng)器出水往往設(shè)置柵板或格網(wǎng)以避免填料流失,但容易造成堵塞。在實際工程中,可以設(shè)置活動?xùn)虐,定期進(jìn)行人工清理,也可設(shè)置空氣反吹裝置以防止堵塞。
3、MBBR填料的判別指標(biāo)
1、生物膜的附著性
生物膜的附著能力-評價填料優(yōu)劣的最重要指標(biāo)生物附著量=受保護(hù)的表面積(與填料的設(shè)計運行狀態(tài)構(gòu)有關(guān))× 單位表面積的生物附著量(與填料的性能有關(guān))
2、填料性能
填料性能-評價填料生物附著量的最重要指標(biāo)
(1)填料表面性能
1、表面構(gòu)造:一般認(rèn)為表面粗糙度大,掛膜速度快。
· 2、表面電位:一般微生物帶負(fù)電荷,填料表面為正電荷適宜微生物生長。
· 3、親水性:微生物為親水性粒子,填料親水性好適合微生物生長掛膜狀態(tài)。
· (2)水力學(xué)性能
1、孔隙率:填料占用的體積,孔隙率高好。
·2、形狀尺寸:影響水流、氣流的流態(tài)。
·(3)流化性能:與填料的密度有關(guān)。填料的密度應(yīng)為0.97-1.03,較小的曝氣或攪拌即可實現(xiàn)流化。
3、掛膜成熟判別
肉眼判斷:
生物膜均勻分布于載體表面,越靠近載體表面越致密,反之越松散,同時載體顏色變深,標(biāo)志著載體掛膜進(jìn)入了成熟期。
鏡檢判斷:
生物膜結(jié)構(gòu)致密,微生物種類多樣化,固著型纖毛蟲、鐘蟲、累枝蟲等數(shù)量居多,有少量輪蟲、游泳型纖毛蟲出現(xiàn)標(biāo)志著生物膜的成熟。
4、MBBR的快速啟動
1、填料投放階段
1.填料投加時,觀察是否出現(xiàn)堆積現(xiàn)象,一旦出現(xiàn)堆積停止投放。等第二天繼續(xù)觀察再投加。
2.投放填料時,采用間歇式曝氣,夜間可持續(xù)曝氣,但是需要減少曝氣量。
3.運行24小時后,連續(xù)進(jìn)水2-3小時,再繼續(xù)上述曝氣,運行48小時后,觀察填料上的掛膜情況,并加大進(jìn)水量延長進(jìn)水時間,檢查池內(nèi)溶解氧狀況,最好保持在1.5-2.0mg/L左右。運行72小時后,聯(lián)系進(jìn)水并逐步加到設(shè)計要求,根據(jù)常規(guī)檢查進(jìn)水出水的水質(zhì)值班,預(yù)計7天左右可到設(shè)計水質(zhì)要求。
2、生物膜的培養(yǎng)階段
所謂生物膜的培養(yǎng)就是通過一定的手段,使處理系統(tǒng)中產(chǎn)生并積累一定量的微生物、使填料上的生物膜達(dá)到一定厚度,其培養(yǎng)方式主要有靜態(tài)培養(yǎng)和動態(tài)培養(yǎng)。
1.靜態(tài)培養(yǎng)
所謂的靜態(tài)培養(yǎng)是:為了防止新生微生物隨水流走,盡可能的提供微生物與填料層的接觸時間,為加快生物膜的形成,開始階段為了避免由于廢水營養(yǎng)單一,故每天一次以C:N:P=100:5:1比例投加尿素二胺、白糖等營養(yǎng)底物。首先將接種污泥(10%生化有效體積)和廢水泵打入生化池內(nèi),然后開始曝氣培養(yǎng)。生化池內(nèi)填料的堆放體積按反應(yīng)池有效容積35%~40%。靜置4-5h不曝氣,使固著態(tài)微生物接種到填料上,然后曝氣1h,再靜置2h,曝氣1h,重復(fù)操作,4-5天后,填料表面已全部掛上生物膜,第6天開始連續(xù)小水量進(jìn)水。
2.動態(tài)培養(yǎng)
經(jīng)過6天的悶曝培養(yǎng),填料表面已經(jīng)生長了薄薄一層黃褐色生物膜,故改為連續(xù)進(jìn)水,進(jìn)行動態(tài)培養(yǎng),調(diào)整進(jìn)水量,控制溶解氧在2~4mg/L之間(用溶氧儀測定溶解氧)。約15天之后,填料上有一些變形蟲、漫游蟲(用生物顯微鏡觀察),手摸填料有粘性、滑膩感,在20天以后出現(xiàn)鞭毛蟲、鐘蟲、草履蟲游離菌等原生動物。在經(jīng)過20天的培養(yǎng)出現(xiàn)輪蟲、線蟲等后生動物,標(biāo)志生物膜已經(jīng)長成。可以開始連續(xù)工業(yè)運行。
3、生物膜的馴化階段
馴化的目的是選擇適應(yīng)實際水質(zhì)情況的微生物,淘汰無用的微生物,對于有脫氮除磷功能的處理工藝,通過馴化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成為優(yōu)勢菌群。具體做法是首先保持工藝的正常運轉(zhuǎn),然后,嚴(yán)格控制工藝控制參數(shù),DO平均應(yīng)控制在2~3mg/l之間,好氧池曝氣時間不小于5小時,在此過程中,每天做好各項水質(zhì)指標(biāo)和控制參數(shù)的測定,當(dāng)生物膜的平均厚度在0.2-0.5mm左右生物膜培養(yǎng)即告成功,直到出水BOD5、SS、CODCr等各項指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求。
5、MBBR工藝在工程應(yīng)用中的常見問題
1、冬季低溫調(diào)試,填料掛膜時間需多長時間?
在一個月就能夠很好的一個實現(xiàn)達(dá)標(biāo)。如果掛膜的話它實際上是一個過程,我們把掛膜分成兩個角度,第一個是我們的肉眼能看到填料上有明顯的生物膜,這個時間是需要七天;第二個就是達(dá)標(biāo)的時間,這個時間在冬季的話大概就是在一個月之內(nèi);第三個就是生物膜完全成熟的時間,這個就會比較長,因為從專業(yè)的角度,生物膜完全成熟至少要經(jīng)歷一個冬夏的交替,它上面的菌落才能最終的實現(xiàn)穩(wěn)定?偨Y(jié),雖說從學(xué)術(shù)的一個角度,我們的穩(wěn)定大概就是過了一個冬夏,從我們效果的角度是在三十天之內(nèi)出水能夠達(dá)標(biāo),從肉眼識別的角度大概在七天。
2、MBBR工藝需要另外投加生物菌劑嗎?
MBBR是在嚴(yán)格意義上來說是不需要投加菌劑的,那么它是通過合理的優(yōu)化參數(shù),它是能夠去自然富集,比如說我們的硝化細(xì)菌或者反硝化細(xì)菌,因為它的這種生物膜的條件就有利于相關(guān)細(xì)菌的附著,比如說厭氨化也是,在特定的條件下有利于我們的厭氨化菌的附著,那么在特殊水質(zhì)條件下比如說有一些難降解水質(zhì)或者水質(zhì)的來源比較單一的,有一些專性的菌劑是有特殊效果,這樣可以做菌劑的投加作為初次的接種,后續(xù)是不需投加的。概括起來說,在生活污水條件下是不需要的,在一些特定廢水條件下,可以作為一個研究性的命題去做相關(guān)的研究。
3、MBBR需要反硝化沖洗嗎?
MBBR最大的好處,是它和傳統(tǒng)生物膜相比就是它是不需要反沖洗的,因為他的生物膜是自動脫落的,從我們的研究中發(fā)現(xiàn)當(dāng)你的生物膜活性比較強(qiáng),它的胞外聚合物的分泌物就會多,它的粘性就會強(qiáng)。那么當(dāng)它老化,胞外分泌物減少,它的粘性減弱,就會在流化的過程中自動脫落,然后會有新的生物膜長上來,所以說它是不需要沖洗的。
4、MBBR的核心是什么?
MBBR的核心就是兩個,一個是填料,另一個是流化,填料是作為載體,現(xiàn)在還沒有一個統(tǒng)一的研究說明它的性能有多大的影響,但它的形狀對流化是會有影響的,所以說從國內(nèi)外看應(yīng)用最多的還是扁圓柱狀填料,那么關(guān)于填料的研究一直在繼續(xù),大家可以去嘗試看看各種不同的填料,哪種效果最好。但是從工程化的角度看,要評價的維度比如說性能、掛膜速度、最終穩(wěn)定效果、壽命、耐磨性等等,所以從現(xiàn)在來看,懸浮載體的核心還是在流化上。
5、MBBR系統(tǒng)的填充率問題?
目前已經(jīng)驗證的極限填充率是67%,在工程能做到的最大的好氧區(qū)是60%,缺氧區(qū)是50%。
6、MBBR的填料必須是改性的嗎?
我認(rèn)為填料是不需要改性的,現(xiàn)有填料是沒有問題的,思普潤通過眾多的工程實踐證明填料依然能夠達(dá)到很好的效果,在我眼里,填料改性還是一個研究的范疇,還到不了工程范疇。
7、水溫在3度情況下MBBR還能運行嗎?
目前實踐過的案例在新疆地區(qū),水溫7到8度左右是能穩(wěn)定運行的。水溫3度在國內(nèi)還沒有遇到,但是據(jù)了解國外的挪威Nordheim污水廠(它是為冬奧會服務(wù)的)的進(jìn)水是冰雪融水,水溫就是3度,經(jīng)過實踐是能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的。
8、無錫蘆村污水廠的曝氣和推流器是同時存在的嗎?
無錫蘆村污水廠中國第一家執(zhí)行一級A標(biāo)準(zhǔn)的水廠,也是第一家采用大型IFAS/MBBR系統(tǒng)的水廠,蘆村是循環(huán)流動池型,它類似于傳統(tǒng)的底部曝氣氧化溝的模式,既有推流器又有曝氣,但是在安裝的時候推流器附近不能有曝氣。
9、填料會不會容易產(chǎn)生污泥膨脹?
污泥膨脹形成的原因主要是絲狀菌,那么從國外的報道顯示,填料有助于削弱污泥膨脹,因為它能夠在污泥系統(tǒng)中把“綿長狀”的絲狀菌給打碎,如果是正常污泥絮體,而污泥絮體的尺寸遠(yuǎn)小于填料的尺寸,它不會打碎污泥,所以從國外的研究看MBBR是有利于提高污泥沉降性的,而從我們的工程實踐上看也沒有發(fā)現(xiàn)采用MBBR的系統(tǒng)有明顯污泥膨脹的特點.
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